細粒分を含む砂地盤に対する原位置凍結サンプリングの適用性
細粒分を含まないきれいな砂地盤の液状化強度の評価に有効であることが実証されている原位置凍結サンプリングの細粒分を含む砂地盤に対する適応性を検討した。細粒分を含む地盤では凍結時に膨張ひずみを生じる場合があるため採取試料の液状化強度に影響を与えることが懸念されていた。細粒分を含む砂試料の凍結融解を伴う室内液状化試験結果から、凍結融解による液状化強度の変化が凍結時の試料の膨張ひずみと一意的な関係があることが明らかになり、この関係に基づき細粒分を含む砂地盤に原位置凍結サンプリングを適用した場合の試料の品質の検討方法を提案した。この検討方法は熱伝導解析等による原位置での凍結速度の推定や凍結膨張試験による試料の凍結膨張性の推定および応力との連成解析による原位置での膨張ひずみの評価からなるものである。また、実際に行われた細粒分を含む地盤での原位置凍結サンプリングにおいて上記の品質評価を行った事例も示した。
Applicability of In-situ Freezing Sampling Method for Sands Containing Fines
The applicability of the in situ freezing sampling method for sands containing fines is discussed in this paper. The sampling method was confirmed to be effective for evaluating in situ liquefaction resistance of clean sand. The liquefaction resistance of in situ frozen sample of sands containing fines may be reduced due to disturbance caused by frost expansion that depends on the amount of fines, confining pressure during freezing and the time rate of freezing. Procedures for evaluating in situ frozen sample quality of sands containing fines are proposed based on the fact that the reduction in liquefaction resistance can be uniquely related to the volumetric expansion during freezing for sands containing up to 20% fines. Based on the heat conduction analysis of the ground and frost expansion tests of the soil, an analytical solution, which forms the key of the proposed procedure, is then obtained by coupling the frost expansion strain and confining stress. This paper also presents a case history in which this sample quality evaluating procedure was applied in actual freezing sampling on ground containing fines.